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日本产综研使用单壁碳纳米管开发新型涂料
可屏蔽电磁波
2017年6月12日，日本产业技术综合研究所（以下简称“产综研”）纳米管实用化研究中心CNT用途组研究员阿多诚介、坚田有信和物理计量标准研究部门电磁计量研究小组的研究员加藤悠人等组成的研究团队使用超级生长法制成的单壁碳纳米管（SGCNT）开发了一种新型涂料，该涂料可以形成具有较高电磁波屏蔽能力的涂覆膜。
传统屏蔽各种电子设备电磁波的方法主要是将电子设备或与其连接的部件收入金属机箱中。最近电子设备逐渐向多样化和小型轻量化发展，拥有复杂形状的树脂或橡胶制机箱或是用这些材料包覆的零部件被越来越多地使用。一种以复杂形状的机箱或零部件为基材、通过涂覆电磁波屏蔽涂料赋予其电磁波屏蔽能力的方法开始受到关注。但是现有的电磁波屏蔽涂料中，有的会限制基材的种类，有的则是电磁波屏蔽效果不理想，仍存在很多问题需要解决。
▲使用此次开发的SGCNT系水性涂料在聚酰亚胺薄板上形成的涂覆膜
为此，产综研的研究团队开发了一种可形成具有电磁波屏蔽能力涂覆膜的SGCNT系水性涂料。该涂料的基材选择性较高（可以适用于多种材料），且可以使用多种涂覆方法，如棒式涂布法（bar coating）、喷涂法、浸渍提拉法等。因此，该涂料不仅可以在平面上形成涂覆膜，在形状复杂的基材上也可以做到。另外，该涂料形成的涂覆膜具有优秀的电磁波屏蔽能力、高温耐久性、柔软性等，可灵活适应基材的形变。
今后，该涂料有望在各种各样的领域发挥其电磁波屏蔽性能，例如在高温环境中使用的汽车用线束、拥有可动部件和复杂形状的产业用机器人等。
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美国国家能源技术实验室推进
陶瓷基复合材料在燃气轮机中的应用研究
2017年6月12日，美国国家能源技术实验室（NETL）介绍了其正在推进的对陶瓷基复合材料（CMC）在燃气轮机中的应用研究项目。项目致力于提高使用了CMC的能源生产燃气轮机的效率和耐久性，以帮助满足国家日益增长的能源需求，同时平衡对环境问题的顾虑。
▲燃气轮机中CMC喷嘴组件的图像
CMC材料是燃气轮机材料发展的重要一步，因为它们具有金属的强度和陶瓷的耐高温能力。CMC由陶瓷基体以及填埋在其中的陶瓷纤维构成，材料种类有碳化硅或碳化钨等，可以承受非常高的温度并具有很高的耐磨性。
随着燃气轮机性能和效率目标的提升，其运行中的温度越来越高于传统上用于涡轮机的超级合金的熔融温度，使得燃气轮机需要更多的空气冷却。CMC的耐高温能力降低了冷却所需要的空气量，从而提高了产出和效率。
高强度CMC材料是独特的美国自主技术，可以使燃气轮机部件的运行温度比使用金属合金部件的高出500华氏度，CMC在单组燃气轮机喷嘴中节约的能效就相当于3700户美国普通家庭的供电量。
最新一代CMC除了具有耐高温能力外，还开发出在相关尺度上生产复杂几何形状的能力，为CMC在燃气轮机中的应用提供了更多机会，而CMC在航空发动机中的使用经验也正在被纳入到能源生产燃气轮机的设计中。
在NETL的赞助支持下，美国通用能源公司正在将高温CMC材料系统应用于热气路径喷嘴，这项工作直接应对能源部对先进燃气涡轮机在联合循环应用中效率超过65%的目标。
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低成本制造高效的砷化镓太阳能电池
2017年6月13日，日本产业技术综合研究所（以下称“产综研”）太阳光发电研究中心与大阳日酸股份有限公司（以下称“大阳日酸”）、东京农工大学共同开发了氢化物气相外延（Hydride Vapor Phase Epitaxy，HVPE）装置，该装置能够以低成本大量生产砷化镓（GaAs）太阳能电池。该技术将于2017年6月13-14日在筑波国际会场召开的“2017 AIST太阳光发电研究成果报告会”上发表。
▲HVPE装置的反应炉（左）及反应炉内的成长结构（右）
近年来，为提高太阳能电池的发电效率，对叠层太阳能电池的研发日益盛行。叠层太阳能电池是将多种太阳能电池叠加，其中GaAs太阳能电池具有优异的发电效率，将其应用于多叠层电池的顶层电池（top cell）和中间层电池（middle cell）倍受期待。但是，以往生产GaAs太阳能电池是用金属有机物气相外延（MOVPE）装置，需要使用昂贵的有机金属，所以生产成本高。
这次，上述三个机构着眼于应用HVPE法的成膜技术，开发了能够快速成膜的HVPE装置。与MOVPE装置相比，HVPE装置大大降低了太阳能电池的生产成本。HVPE装置采用了多室（multichamber）构造，而且为与可生产的太阳能电池的大型化・大口径相连接，将装置的构造设计为横置纵型（参见图2）。另外，该装置的面内均一性也很出色，所生产出GaAs太阳能电池的基板平面的均一性很好。用该装置试生产的GaAs太阳能电池的发电效率为20.3%，达到世界最高水平。这一成果也将成为HVPE装置产品化的助力。
▲HVPE装置的种类
一般的纵型炉（左）和本次开发的横置纵型炉（右）
今后相关研究还会继续推进，进一步降低成本、提高效率，使GaAs太阳能电池在一般用途上得到普及。特别是为了提高生产性，研究将向快速且均一性好的成膜技术方面展开，实现以100 μm/h以上的快速化成膜速度、在产业用4英寸以上大口径基板上保证较好均一性的成膜技术。进而，利用产综研现在拥有的智能堆栈技术进行接合，将HVPE装置生产的GaAs太阳能电池和价格低廉的Si太阳能电池进行组合，生产出低成本・高效率的叠层太阳能电池。
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